ООО "Русловые процессы"

Лекция, прочитанная 14-28 апреля 2008 года на семинаре «Методы мониторинга и прогноза развития русловых процессов», проведенном Автономной некоммерческой организацией «Учебно-консультационный центр "Изыскатель"». Пансионат «Пахра». Московская область

Практические рекомендации по прогнозу русловых процессов, достоинства и недостатки существующих нормативных документов; что делать, когда река не соответствует "классическим" типам русловых процессов.

«Хороший способ забыть о целом – пристально рассмотреть детали»

Чак Паланик – американский писатель

Уважаемые коллеги! Очень рад приветствовать Вас на очередном семинаре, проводимом АНО УКЦ «Изыскатель».

Большое спасибо, что Вы сумели приехать. Уверен, что для всех эта встреча будет очень продуктивной. Приглашены самые квалифицированные специалисты. Некоторые не приехали, но те, кто будет с Вами эту неделю – самые большие профессионалы. Я среди них самый молодой и, по-видимому, самый малоопытный.

Такие семинары  уже становятся традиционными. Были проведены семинары по гидрологии и другим изыскательским проблемам. Но такой специализированный семинар, посвящённый исключительно русловым процессам в настоящее время – уникальное мероприятие. Он не похож на другие мероприятия. Это не встреча кабинетных теоретиков, как множество конференций, на которых обсуждаются тонкости, далёкие от нужд практиков. В то же время, это не практическая летучка. Это сплав самой передовой научной мысли с непосредственными нуждами практиков.

Большое спасибо организаторам, которые сумели всё это организовать – Максиму Кручину и Всеволоду Морейдо.

Тематика подобного семинар практически безгранична. Поэтому была задача сосредоточиться на самом главном, самом животрепещущем для практиков. Отдельные стороны очень хорошо будут раскрыты в докладах самых известных специалистов.

Владимир Николаевич Никитин расскажет о физическом гидравлическом моделировании. О том, как реки воспроизводят в лаборатории, и какие задачи можно, а какие нельзя получить с помощью лабораторного моделирования.

Были приглашены несколько математических модельеров для того, чтобы Вы могли сразу познакомиться с несколькими разными моделями. Притом, с самыми продвинутыми на данный момент. Однако из четырёх приглашённых модельеров трое по разным причинам отказались.

И мне вспомнилось, что однажды в ГГИ пригласили много разных изготовителей трубоискателей. Все с энтузиазмом согласились. Однако когда они узнали, что им будет предложено найти конкретную трубу, заранее положенную в известное место (но неизвестное для трубоискателей), все дружно отказались. Угроза реальной проверки всех распугала.

Итак, явочным порядком победила программа В.В. Беликова.

Другие специалисты расскажут о разных научных школах, направлениях в изучении русловых процессов. Интересно, что разработки одной из школ попали во множество нормативных документов, разработки других школ менее известны.

На это семинар приглашены представители разных направлений, и, на мой взгляд, это очень ценно для Вас. Наверное, даже больше интересно послушать тех, чьи наработки не включены в существующие нормативы.

Да и представитель отдела русловых процессов – нынешний начальник отдела Виктор Михайлович Католиков, надеюсь, расскажет не только об «основах гидроморфологической теории русловых процессов», как заявлено название его доклада, но и о новых разработках.

Где-то месяц назад я был на итоговой сессии Учёного Совета ГГИ. Слушал доклад Виктора Михайловича, а также З.Д. Копалиани и А.Б. Клавена. Не скрою, было очень интересно.

Больше всего заинтриговало сообщение о том, что в отделе русловых процессов подготовлен новый нормативный документ по прогнозу русловых процессов, в частности, для подводных переходов трубопроводов. В чём суть нововведений – не разглашалось, так что я советую Вам сейчас дотошно порасспрашивать Виктора Михайловича, какие же новые методы будут в новом нормативном документе.

Интересно, что в паре с Католиковым доклад читал также Альберт Борисович Клавен. Он с несколькими учениками уже несколько лет разрабатывает, действительно, совершенно новую идею в русловых процессах – идею о том, что не всё так гладко.

Те «типы русловых процессов», о которых постоянно будут говорить на этом семинаре, по умолчанию относятся к равновесному состоянию, при котором руслоформирующие факторы не изменяются (в статистическом смысле).

Всё ли так равновесно в реках на самом деле?

Бывает по-разному. Иногда всё нормально, ничего особо не изменяется. И тогда вполне можно пользоваться типами русловых процессов.

Кстати, надо ещё раз написать, что такое тип русловых процессов. Это схема деформаций. «Тип русловых процессов» – это просто кодовое название. Услышав «тип русловых процессов», для себя можете перевести – «схема деформаций». Часто так удобнее.

И ещё важно, что схема деформаций должна, хоть на самую малость, но повторяться. Если же это схема, которая не повторяется, то тогда, во-первых, её не определить, а, во-вторых, она бесполезна, так как на следующий раз всё будет по-другому.

Так вот. Иногда с рекой всё нормально. Под этим мы понимаем неизменность руслоформирующих факторов. А попросту: в среднем ничего не изменяется: примерно те же осадки, они формируют тот же сток, распаханность водосбора не изменяется, наносов поступает примерно одинаково, нет особых антропогенных влияний. Что тогда? Тогда река развивается по некоторой схеме, примерно повторяя последовательность нескольких своих плановых и поперечных форм.

Тогда можно пользоваться известными типами русловых процессов.

Притом, если тоже повезёт.

Если та схема, по которой развивается попавшаяся Вам река, соответствует перечисленным в нормативных документах типам русловых процессов, то нет проблем. Всё идёт по маслу. Вы быстро узнаёте реку в лицо, вспоминаете описание этого типа, и всё нормально – практически, прогноз у Вас в кармане.

Если же Вам попался «необычный» тип (понятно, что, конечно, он также обычен, как любой другой, просто он не попал в перечень), то Вам не повезло. Об этом я подробно написал в прошлогодней брошюрке семинара «Изыскателя». В этом случае прогнозисту становится плохо, он начинает сомневаться в своей умственной полноценности: «Как же так? – в книжке всё хорошо описано, а я не могу подобрать подходящий тип русловых процессов. Наверное, я что-то не понимаю».

А на самом деле просто ему попалась река, которая развивается по другому типу русловых процессов, не описанному в нормативных документах.

Итак, не все типы русловых процессов описаны в нормативах.

Как быть?

Если по-крупному, то надо переписывать нормативы. Если реально и конкретно в условиях обычной спешки, да ещё подозревая, что эксперт будет цепко держаться за утверждённый список, то надо думать. Сначала надо понять суть, что же происходит с рекой на самом деле. Затем подобрать что-то наиболее подходящее, не мучаясь, что полного соответствия нет. В мыслях держать и в тексте описывать реальную реку, а в графе «тип русловых процессов», где мгновенно всё не объяснить, достаточно написать наиболее близкий тип из «запротоколированных».

На этом семинаре Вы можете меня спросить, какие типы перечислены в нормативах, какие не перечислены, какие часто встречающиеся типы из непредусмотренных близки к тем, что перечислены – очень практичный вопрос, кстати! А наиболее интересны будут вопросы: все ли реальные схемы деформаций (типы русловых процессов) можно перечислить?, сколько всего типов в природе? и т.п.

Но мы сейчас как раз не об этом. Не о том, что есть типы, предусмотренные в нормативах, а есть типы, не предусмотренные в нормативах. Решение этого вопроса довольно просто. И типизации, конечно должны и будут расширены. В этом направлении сделано много, в частности, школой МГУ.

Мы сейчас о том, что есть случаи, когда всё нормально и спокойно, все руслоформирующие факторы в каком-то установившемся балансе.

А есть нечто другое.

Бывают случаи, когда всё изменяется. Например, резко или плавно, но неуклонно увеличивается водность реки. Из-за глобального потепления, например. Это не шутка. Или произошёл развал страны, сельское хозяйство захирело, поля никто не пашет, и наносов в реки поступает всё меньше.

Помните, раньше из-за интенсификации сельского хозяйства во все трубы трубили об исчезновении малых рек. Не настал ли сейчас тот момент, когда надо трубить о возрождении исчезнувших малых рек. Если раньше поступление наносов возрастало, то теперь оно уменьшается.

А Вы же помните – это как раз написано в нормативах – что типы русловых процессов соответствуют неизменности (я бы лучше сказал, «балансу») руслоформирующих факторов.

То есть, если всё в балансе, то река деформируется по какой-то схеме, и тогда можно пользоваться этой схемой, и мы можем дать прогноз. А если баланса нет? Тогда пользоваться известными схемами (известными типами русловых процессов) мы не можем.

Это важно. Повторю. Типы русловых процессов соответствуют при неизменности воздействий.

Что мы должны делать? Мы должны убеждаться, что всё в балансе. Что ничего здорово не изменяется. Что нет трендов в рядах стока, что нет значимого антропогенного воздействия. В основательных работах так и делается. По крайней мере, так меня учил Моисей Моисеевич лет 15 назад, и так мы с ним действовали при работах на Иртыше и Оби.

И не только убедиться, но и доказать. И тогда мы можем пользоваться типами-схемами.

Получается, что у нас есть две большие ловушки.

Первая: равновесность – неравновесность.

Если равновесно, то повезло, можем пользоваться какой-то схемой, каким-то типом русловых процессов.

Если неравновесно, то не повезло. Что делать? Неизвестно. Никто не знает. Но кое-что я могу Вам рассказать, если Вы зададите мне такой вопрос на семинаре.

Вторая ловушка. Будем считать, что нам в первый раз повезло, и у нас более-менее всё равновесно. Тогда опять могут быть два варианта (повезло – не повезло). Повезло, если нам попался прописанный тип русловых процессов. Не повезло, когда нам попалось что-то другое. Что делать в этом случае, я написал нескольким абзацами выше.

И вот Альберт Борисович Клавен на той сессии учёного совета опять рассказал о своей, на мой взгляд – гениальной – идее. О том, что не всё так гладко и равновесно. Что может быть и неравновесность.

На докладе я не стал возбуждать общественность и промолчал. А после доклада подошёл к Альберту Борисовичу. Он меня спросил свой вечный вопрос, я ему дал свой вечный ответ. А потом я спросил: «Вот Зураб Дмитриевич говорит о новом нормативе, а Вы говорите о неравновесности в русловых процессах. Включено ли это в новый норматив?» «Нет». «Почему? Ведь это очень актуально». «Ещё нет окончательного варианта. Буду добиваться того, чтобы в новые нормативы была включена, пусть небольшая, глава, где хотя бы была заронена идея о том, что есть неравновесность, и об этом надо помнить».

Я очень обрадовался. Ведь если эта важная идея будет оформлена в виде документа, всем надо станет жить легче. Глаза раскроются. Это вам не «Все реки Европейской части России последние 10 тысяч лет находятся в равновесном состоянии» (произносить солидным голосом).

Ещё раз советую приставать к Виктору Михайловичу Католикову, он будет делать доклад в пятницу, – о новых нормативах. Это начальник отдела русловых процессов Государственного гидрологического института (ГГИ). Это тот самый ГГИ, и тот самый отдел, который разрабатывал  (или под его влиянием разрабатывали) все предыдущие нормативные документы:

• Рекомендации по учёту русловых деформаций при проектировании переходов магистральных трубопроводов через равнинные реки с естественным режимом. М., ОНТИ, 1967, 70 с.
• Рекомендации по учёту естественных циклических деформаций русел равнинных рек при строительном проектировании. Л., Гидрометеоиздат, 1969, 32 с.
• Рекомендации по учёту руслового процесса при проектировании ЛЭП. Л., Гидрометеоиздат, 1973, 180 с.
• Рекомендации по расчёту трансформации русла в нижних бьефах гидроузлов. П-95-81, ВННИГ, 1976.
• Методические рекомендации УГКС по сетевым русловым наблюдениям. Л., Гидрометеоиздат, 1981, 112 с.
• Рекомендации по размещению и проектированию рассеивающих выпусков сточных вод / ГГИ Госкомгидромета. М., Стройиздат, 1981, 224 с.
• Рекомендации по учёту деформаций речных русел при проектировании инженерных сооружений на реках зоны Байкало-Амурской магистрали. Л., Гидрометеоиздат, 1983, 72 с.
• Учёт деформаций речных русел и берегов водоёмов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводов (нефтегазопроводов). ВСН 163-83. Миннефтегазстрой. Л., Гидрометеоиздат. 1985, 143 с.
• Рекомендации по оценке и прогнозу размыва берегов равнинных рек и водохранилищ для строительства / ПНИИС. М., Стройиздат, 1987, 72 с.
• Рекомендации по прогнозу деформаций речных русел на участках размещения карьеров и в нижних бьефах гидроузлов. Л., Гидрометеоиздат. 1988, 128 с.
• Техническая инструкция по производству русловых изыскания на внутренних водных путях. М., Транспорт, 1990, 160 с.

Это те самые нормативные документы, которыми мы все пользуемся – со всеми их плюсами и минусами, о которых мы уже начали говорить и будем дальше разбираться.

Как нельзя объять необъятное, так нельзя рассказать всё о русловых процессах. Правда, я уже повторяюсь. Важно было выбрать, о чём рассказать Вам на этом семинаре.

Думаю, надо рассказать о главном. Что же главное?

Вот об этом я собираюсь спросить у Вас.

Поэтому готовьте вопросы. Задавайте. Это как раз тот момент, когда надо интенсивно спрашивать. Можете даже спрашивать самые заковыристые и задиристые вопросы.  Я, со своей стороны, буду отвечать максимально честно.

Всё-таки это семинар, а не монолог-лекция. Именно сейчас можно пристать к специалистам и выжать из них те бесценные знания, которые есть в них. Можно на мне потренироваться. Самыми ценными будут вопросы, на которые ни Вы, ни я не будем знать ответа. Такие вопросы продвинут нас вперёд. Будем искать и пусть не прямо сейчас, но найдём ответы.

И ещё важно, если Вы принесёте свои планы рек, свои проблемные переходы.

Всё вместе разберём. Это и будет самое важное.

Предыдущий кусок текста я разместил в своей рассылке «Русловые процессы» http://subscribe.ru/catalog/science.natural.river 8 апреля, за 5 дней до начала семинара. Надеюсь, что Вы услышали мой призыв и привезли планы своих самые аварийно-опасные переходы. Выкладывайте, давайте их разберём. Не то придётся слушать то, что я хочу рассказать. А это может быть не очень интересным и не очень практичным. Например, такое:

В книге известного средневекового педагога Яна Амоса Коменского есть три правила, как следует излагать содержание науки:

I. Каждая наука должна быть заключена в самые сжатые, но точные правила.

II. Каждое правило нужно излагать немногими, но самыми ясными, сжатыми, словами.

III. Каждое правило должно сопровождаться многочисленными примерам, чтобы стало достаточно ясно, как разнообразно его применение.

Есть ли такое в науке о русловых процессах?

Каждый может отвечать на этот вопрос по-своему. Я считаю, что подобного пока нет. В некоторых русловых  школах и некоторые русловики разрабатывали основные положения. Но стройной системы, на мой взгляд, нет. Если Вы считаете иначе, то можете изложить, и я с несказанным удовольствием опубликую на страницах нашей рассылки. Впрочем, я думаю, что такого не будет, потому что те, кто считают, что в нашей науке всё ясно, те давно отписались от этой рассылки.

Итак, если этого нет, то это надо сделать? Какие "сжатые, но точные правила" должны представлять русловедение?

По-видимому, они отражать сущность изучаемого явления и давать основные правила для практики.